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JP7602477B2 - Oil deterioration prediction device, oil deterioration prediction system, oil deterioration prediction method, oil exchange system, and fryer system - Google Patents
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Oil deterioration prediction device, oil deterioration prediction system, oil deterioration prediction method, oil exchange system, and fryer system Download PDF

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Description

本発明は、油脂の劣化度合いを予測する劣化予測装置、劣化予測システム、劣化予測方法、油脂交換システム及びフライヤーシステムに関する。The present invention relates to a deterioration prediction device, a deterioration prediction system, a deterioration prediction method, an oil exchange system, and a fryer system for predicting the degree of deterioration of oils and fats.

揚げ物を調理するときに用いる食用の油脂は、食材を何度も調理すると劣化してくるため、適切な時期に交換する必要がある。このような油脂の交換時期を客観的に判断するため、油脂の色調や粘度、におい等を検出して判定する装置が知られている。The edible oils and fats used in cooking fried foods deteriorate when cooking food repeatedly, and so need to be replaced at appropriate times. In order to objectively determine when to replace such oils and fats, devices that detect and judge the color, viscosity, odor, etc. of the oils and fats are known.

例えば、下記の特許文献1の検知装置は、油槽上方の換気扇にセンサ部が取り付けられている。このセンサ部は、においの元となるガス分子を吸着する感応膜と、感応膜に付着したガス分子を電気信号に変換するトランスデューサとを有しており、食用油から発生するにおいを検出する。そして、検知装置の制御部は、揚げ調理中にセンサ部によって検出されたにおいに関する情報と、食用油を用いて調理する食品の種類とに基づいて、食用油の劣化の度合いを判定する(段落0017、0021、図1)。For example, the detection device in the following Patent Document 1 has a sensor unit attached to a ventilation fan above an oil tank. This sensor unit has a sensitive membrane that adsorbs gas molecules that are the source of odors and a transducer that converts the gas molecules attached to the sensitive membrane into an electrical signal, and detects odors emanating from the cooking oil. The control unit of the detection device then determines the degree of deterioration of the cooking oil based on information about the odor detected by the sensor unit during deep-frying and the type of food cooked with the cooking oil (paragraphs 0017, 0021, Figure 1).

特許第6448811号Patent No. 6448811

しかしながら、特許文献1の検知装置の場合、調理する食材以外にも調理場内に様々なにおい(揚げ物以外から発せられる香ばしいにおい、焦げたにおい等)が存在しているため、においのみから食用油の劣化を精度良く予測することは困難であった。However, in the case of the detection device of Patent Document 1, various odors exist in the kitchen other than the ingredients being cooked (such as fragrant odors and burnt odors emanating from foods other than fried foods), making it difficult to accurately predict the deterioration of cooking oil from odor alone.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡易かつ精度良く油脂の劣化を予測することができる劣化予測装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has an object to provide a deterioration prediction device that can predict deterioration of oils and fats simply and accurately.

本発明の劣化予測装置は、食用の油脂の劣化度合いを予測する劣化予測装置であって、油槽に収容された前記油脂を用いて揚げ物を調理するときの音響データを取得する音響データ取得部と、前記音響データ取得部によって取得された前記音響データから前記油脂の劣化に関係する指標を抽出する指標抽出部と、前記指標抽出部によって抽出された前記指標に基づいて、前記油脂の劣化度合いを判定する判定部と、を備えていることを特徴とする。The deterioration prediction device of the present invention is a deterioration prediction device that predicts the degree of deterioration of edible oils and fats, and is characterized in that it includes an acoustic data acquisition unit that acquires acoustic data when fried foods are cooked using the oil and fat contained in an oil vat, an index extraction unit that extracts indexes related to the deterioration of the oil and fat from the acoustic data acquired by the acoustic data acquisition unit, and a judgment unit that judges the degree of deterioration of the oil and fats based on the indexes extracted by the index extraction unit.

劣化予測装置の音響データ取得部は、天ぷら等の揚げ物を調理するとき、油脂の音響データを取得する。指標抽出部は、この音響データから周波数平均、周波数標準偏差等の様々な音響成分を、油脂の劣化に関係する指標として抽出する。そして、判定部が当該指標に基づいて油脂の劣化度合い、すなわち使用により劣化が進んだか否かを判定する。これにより、本装置は、油脂の劣化を簡易かつ精度良く予測することができる。The acoustic data acquisition unit of the deterioration prediction device acquires acoustic data of oils and fats when cooking deep-fried foods such as tempura. The index extraction unit extracts various acoustic components, such as the frequency average and the frequency standard deviation, from the acoustic data as indexes related to deterioration of the oil and fats. The determination unit then determines the degree of deterioration of the oil and fats, i.e., whether deterioration has progressed with use, based on the indexes. This allows the device to easily and accurately predict deterioration of oil and fats.

本発明の劣化予測装置において、前記油脂の劣化度合い又は前記油脂の交換のタイミングを報知する報知部をさらに備え、前記報知部は、前記判定部によって前記油脂の劣化度合いに基づいて予め定めた交換の閾値を超えたと判定された場合に、前記報知を行うことが好ましい。In the deterioration prediction device of the present invention, it is preferable that the deterioration prediction device further includes an alarm unit that notifies the degree of deterioration of the oil or the timing for replacing the oil, and that the alarm unit makes the alarm when the judgment unit judges that a predetermined replacement threshold has been exceeded based on the degree of deterioration of the oil.

この構成によれば、劣化予測装置の報知部が油脂の劣化度合いを報知するので、ユーザは、油脂の使用状況を把握することができる。また、報知部は、判定部の判定結果に基づいて予め定めた閾値から油脂の交換のタイミングを報知するので、ユーザが適切なタイミングで油脂の交換を行うことができる。ここで、「交換のタイミング」とは、実際に油脂を交換するタイミングでもよいし、現在の油脂の劣化度合いから推定される使用可能な残り時間であってもよい。According to this configuration, the notification unit of the deterioration prediction device notifies the user of the deterioration level of the oil, so that the user can grasp the usage status of the oil. In addition, the notification unit notifies the user of the timing to change the oil from a predetermined threshold based on the judgment result of the judgment unit, so that the user can change the oil at an appropriate timing. Here, the "timing to change the oil" may be the actual timing to change the oil, or the remaining usable time estimated from the current deterioration level of the oil.

また、本発明の劣化予測装置において、前記指標は、周波数平均、周波数標準偏差、周波数中央値、周波数標準誤差、周波数最頻値、周波数第一四分位数、周波数第三四分位数、周波数四分位範囲、周波数重心、周波数スキューネス、周波数クルトシス、周波数スペクトル平坦性、周波数スペクトルエントロピー、周波数スペクトル精度、音響複雑度指数、音響エントロピー、優位周波数から選ばれる1種以上であることが好ましい。In addition, in the deterioration prediction device of the present invention, it is preferable that the index is one or more selected from frequency mean, frequency standard deviation, frequency median, frequency standard error, frequency mode, frequency first quartile, frequency third quartile, frequency interquartile range, frequency centroid, frequency skewness, frequency kurtosis, frequency spectrum flatness, frequency spectrum entropy, frequency spectrum precision, acoustic complexity index, acoustic entropy, and dominant frequency.

この構成によれば、前記指標は油脂の劣化と相関が高いものを1つ又は複数選択する。これにより、本装置は、その劣化を精度良く予測することができる。According to this configuration, one or more of the indices that are highly correlated with deterioration of the oil or grease are selected, thereby enabling the present device to predict the deterioration with high accuracy.

本発明の劣化予測システムは、検出装置と機械学習装置とからなり、食用の油脂の劣化度合いを予測する劣化予測システムであって、前記検出装置は、油槽に収容された前記油脂を用いて揚げ物を調理するときの音響データを取得する音響データ取得部と、前記機械学習装置が作成した、前記油脂の劣化を判定可能な学習モデルを記憶する記憶部と、前記学習モデルを用いて、前記音響データから前記油脂の劣化度合いを判定する判定部と、を備え、前記機械学習装置は、前記音響データ取得部によって取得された前記音響データから前記油脂の劣化に関係する指標を抽出し、前記指標を用いて線形回帰による機械学習を行い、前記学習モデルを作成する学習モデル作成部と、を備えていることを特徴とする。The deterioration prediction system of the present invention is a deterioration prediction system that predicts the degree of deterioration of edible oils and fats, and comprises a detection device and a machine learning device. The detection device comprises an acoustic data acquisition unit that acquires acoustic data when cooking fried foods using the oil contained in an oil tank, a memory unit that stores a learning model created by the machine learning device that can determine the deterioration of the oil and fats, and a judgment unit that uses the learning model to determine the degree of deterioration of the oil and fats. The machine learning device comprises a learning model creation unit that extracts indicators related to the deterioration of the oil and fats from the acoustic data acquired by the acoustic data acquisition unit, performs machine learning by linear regression using the indicators, and creates the learning model.

本発明の劣化予測システムは、検出装置と機械学習装置とで構成されている。検出装置は、音響データ取得部が揚げ物を調理するときの油脂の音響データを取得し、判定部が学習モデルを用いて油脂の劣化度合いを判定する。The deterioration prediction system of the present invention is composed of a detection device and a machine learning device. In the detection device, an acoustic data acquisition unit acquires acoustic data of oil and fat when cooking fried foods, and a determination unit determines the degree of deterioration of the oil and fat using a learning model.

そして、学習モデル作成部は、取得した音響データから油脂の劣化に関係する指標を抽出し、線形回帰による機械学習を行う。これにより、学習モデルが更新されるため、本システムは、油脂の劣化を簡易かつ精度良く予測することができる。The learning model creation unit then extracts indicators related to the deterioration of oils and fats from the acquired acoustic data and performs machine learning using linear regression. This updates the learning model, enabling the system to easily and accurately predict the deterioration of oils and fats.

本発明の劣化予測システムにおいて、前記線形回帰は、単回帰、重回帰、部分最小二乗(PLS)回帰、又は直交射影部分最小二乗(OPLS)回帰から選ばれる1種以上であることが好ましい。In the deterioration prediction system of the present invention, the linear regression is preferably one or more types selected from simple regression, multiple regression, partial least squares (PLS) regression, and orthogonal projection partial least squares (OPLS) regression.

学習モデルの作成に、単回帰、重回帰、部分最小二乗(PLS)回帰、直交射影部分最小二乗(OPLS)回帰等の線形回帰を用いる。これにより、本システムは、油脂の劣化を精度良く判定可能な学習モデルを作成することができる。To create the learning model, linear regression such as simple regression, multiple regression, partial least squares (PLS) regression, orthogonal projection partial least squares (OPLS) regression, etc., is used. This allows the system to create a learning model that can accurately determine the deterioration of oils and fats.

また、本発明の劣化予測システムにおいて、前記検出装置と前記機械学習装置とが一体となっていることが好ましい。In the deterioration prediction system of the present invention, it is preferable that the detection device and the machine learning device are integrated together.

例えば、店舗又は工場内の油槽の付近に、本発明の一体型の劣化予測システムを設置することで、ユーザは、その場で油脂の劣化の予測結果を取得することができる。For example, by installing the integrated deterioration prediction system of the present invention near an oil tank in a store or factory, a user can obtain prediction results of deterioration of oils and fats on the spot.

また、本発明の劣化予測システムにおいて、前記検出装置は、店舗又は工場の前記油槽の付近に設置され、前記機械学習装置は、前記店舗又は前記工場とは離れた遠隔地に設置されていることが好ましい。In addition, in the deterioration prediction system of the present invention, it is preferable that the detection device is installed near the oil tank in a store or factory, and the machine learning device is installed in a remote location away from the store or factory.

音響データ取得部等を有する検出装置は、店舗又は工場の油槽の付近に設置されるが、機械学習装置は店舗の遠隔地に設置されていてもよい。機械学習装置は、検出装置とは別個の装置であるので、機械学習装置が作成する学習モデルについては通信等により取得することができる。The detection device having an acoustic data acquisition unit and the like is installed near an oil tank in a store or factory, but the machine learning device may be installed in a remote location of the store. Since the machine learning device is a device separate from the detection device, the learning model created by the machine learning device can be acquired by communication or the like.

また、本発明の劣化予測システムにおいて、前記検出装置は、前記音響データ取得部によって取得された前記音響データを前記機械学習装置に送信する第1通信部を備え、前記機械学習装置は、前記検出装置から前記音響データを受信する第2通信部を備えていることが好ましい。In addition, in the deterioration prediction system of the present invention, it is preferable that the detection device includes a first communication unit that transmits the acoustic data acquired by the acoustic data acquisition unit to the machine learning device, and the machine learning device includes a second communication unit that receives the acoustic data from the detection device.

検出装置は第1通信部を備えているので、音響データを機械学習装置に送信する。また、機械学習装置は第2通信部を備えているので、当該音響データを受信して、機械学習を行う。検出装置と機械学習装置が別個の装置の場合には、本システムは、各通信部でデータの送受信を行って、必要な作業を分担することができる。The detection device includes a first communication unit and transmits acoustic data to the machine learning device. The machine learning device includes a second communication unit and receives the acoustic data and performs machine learning. When the detection device and the machine learning device are separate devices, the system can share the necessary work by transmitting and receiving data via each communication unit.

また、本発明の劣化予測システムにおいて、前記第1通信部及び前記第2通信部は、無線通信が可能であることが好ましい。In the deterioration prediction system of the present invention, it is preferable that the first communication unit and the second communication unit are capable of wireless communication.

検出装置は、機械学習装置に対し第1通信部により無線通信で音響データを送信することができるので、検出装置の機能を最小限にして小型化することができる。Since the detection device can transmit acoustic data to the machine learning device via wireless communication via the first communication unit, the functions of the detection device can be minimized to make the detection device smaller.

本発明の劣化予測方法は、食用の油脂の劣化度合いを予測する劣化予測方法であって、前記油脂を用いて、揚げ物を調理するときの音響データを取得する音響データ取得ステップと、前記音響データ取得ステップで取得した前記音響データから前記油脂の劣化に関係する指標を抽出する指標抽出ステップと、前記指標抽出ステップで抽出した前記指標に基づいて、前記油脂の劣化度合いを判定する判定ステップと、を備えていることを特徴とする。The deterioration prediction method of the present invention is a deterioration prediction method for predicting the degree of deterioration of edible oils and fats, and is characterized by comprising an acoustic data acquisition step for acquiring acoustic data when cooking fried foods using the oil and fats, an index extraction step for extracting indexes related to the deterioration of the oil and fats from the acoustic data acquired in the acoustic data acquisition step, and a determination step for determining the degree of deterioration of the oil and fats based on the indexes extracted in the index extraction step.

本発明の劣化予測方法では、音響データ取得ステップにおいて、天ぷら等の揚げ物を調理するときの油脂の音響データを取得する。そして、指標抽出ステップにおいて、この音響データから周波数平均、周波数標準偏差等の様々な音響成分を、油脂の劣化に関係する指標として抽出する。さらに、判定ステップにおいて、当該指標に基づいて、油脂の劣化度合い、すなわち使用により劣化が進んだか否かを判定する。これにより、本方法は、油脂の劣化を簡易かつ精度良く予測することができる。In the deterioration prediction method of the present invention, in the acoustic data acquisition step, acoustic data of oils and fats when cooking deep-fried foods such as tempura is acquired. Then, in the index extraction step, various acoustic components such as frequency average and frequency standard deviation are extracted from the acoustic data as indexes related to deterioration of the oils and fats. Furthermore, in the determination step, the degree of deterioration of the oils and fats, i.e., whether deterioration has progressed with use, is determined based on the index. This allows the present method to easily and accurately predict deterioration of oils and fats.

本発明の油脂交換システムは、上述の劣化予測装置から出力される前記油脂の劣化度合いに関する報知情報に基づいて、a)油脂販売業者に通知して、新たな油脂を発注する、b)油脂製造業者に通知して、油脂の製造計画又は販売計画を立案する、c)店舗若しくは工場の統括本部、又は油脂製造業者に通知して、統括する店舗又は工場へ油脂の使用方法を提案又は指導する、d)廃油回収業者又は油脂製造業者に通知して、廃油の回収を手配する、e)清掃作業業者に通知して、油槽の清掃を手配する、のうち1又は2以上を行うことを特徴とする。The oil and fat exchange system of the present invention is characterized in that, based on the notification information regarding the degree of deterioration of the oil and fat output from the above-mentioned deterioration prediction device, it performs one or more of the following: a) notifying an oil and fat distributor and ordering new oil and fat; b) notifying an oil and fat manufacturer and drawing up a production plan or sales plan for the oil and fat; c) notifying the store or factory headquarters or the oil and fat manufacturer and proposing or instructing the store or factory it supervises on how to use the oil and fat; d) notifying a waste oil collection company or oil and fat manufacturer and arranging for collection of waste oil; and e) notifying a cleaning company and arranging for cleaning of the oil tank.

本発明の油脂交換システムでは、油脂の劣化度合いに関する報知情報に基づき、例えば、当該報知情報が所定回数に報知されたとき、油脂販売業者に通知して新たな油脂を発注する。また、当該報知情報に基づき油脂製造業者に通知して、油脂の製造計画又は販売計画を立案する。これにより、本システムは、油脂の交換ペースに応じた製造、販売計画を確立することができる。In the oil and fat exchange system of the present invention, based on the notification information on the deterioration degree of the oil and fat, for example, when the notification information is notified a predetermined number of times, a notification is sent to an oil and fat distributor to order new oil and fat. Also, based on the notification information, a notification is sent to an oil and fat manufacturer to create a production plan or sales plan for the oil and fat. In this way, the system can establish a production and sales plan according to the oil and fat exchange pace.

また、油脂交換システムでは、当該報知情報に基づき店舗若しくは工場の統括本部、又は油脂製造業者に通知して、統括する店舗又は工場に油脂の使用方法を提案又は指導する。例えば、統括本部が各店舗に対して、油脂を無駄なく、適宜交換しながら使用するよう指導をする。さらに、当該報知情報に基づき廃油回収業者に通知して廃油の回収を手配し、清掃作業業者に通知して油槽の清掃を手配するので、本システムは、油脂の供給から廃油までを迅速に行うことができる。In addition, the oil exchange system notifies the headquarters of the store or factory or the oil manufacturer based on the notification information, and proposes or instructs the stores or factories under its control on how to use the oils and fats. For example, the headquarters instructs each store to use oils and fats efficiently and by replacing them as needed. Furthermore, based on the notification information, the system notifies a waste oil collector to arrange for the collection of the waste oil, and notifies a cleaning company to arrange for the cleaning of the oil tank, so that the system can quickly carry out the process from supplying the oils and fats to disposing of the oil.

本発明のフライヤーシステムは、上述の劣化予測装置から出力される前記油脂の劣化度合いに関する報知情報に基づいて、油槽に設けられたバルブを制御するバルブ制御部を備え、前記バルブ制御部は、前記油槽に収容された前記油脂を自動で廃油することを特徴とする。The fryer system of the present invention is characterized in that it comprises a valve control unit that controls a valve provided in an oil tank based on notification information regarding the degree of deterioration of the oil output from the above-mentioned deterioration prediction device, and the valve control unit automatically discards the oil contained in the oil tank.

本発明のフライヤーシステムでは、バルブ制御部が油脂の劣化度合いに関する報知情報に基づき、油槽のバルブを制御する。これにより、本システムは、使用中の油脂を自動で廃油することができる。In the fryer system of the present invention, the valve control unit controls the valve of the oil tank based on the notification information regarding the degree of deterioration of the oil, so that the system can automatically discard the oil during use.

本発明のフライヤーシステムにおいて、前記バルブ制御部は、前記油槽に新油を自動で供給することが好ましい。In the fryer system of the present invention, it is preferable that the valve control unit automatically supplies new oil to the oil tank.

この構成によれば、バルブ制御部は、油槽に自動で新油を供給するためにバルブの制御を行う。これにより、本システムは、ユーザが油脂の劣化度合いの確認及び廃油、新油の供給までの一連の作業負担を軽減することができる。According to this configuration, the valve control unit controls the valve to automatically supply new oil to the oil tank, thereby reducing the burden on the user of the series of tasks from checking the degree of deterioration of the oil to supplying used oil and new oil.

本発明によれば、油脂の劣化を簡易かつ精度良く予測することができる。According to the present invention, deterioration of fats and oils can be predicted simply and accurately.

第1実施形態に係る劣化予測装置及びフライヤーの概要を説明する図。1 is a diagram illustrating an overview of a deterioration prediction device and a flyer according to a first embodiment. FIG. 第1実施形態に係る劣化予測装置の機能ブロック図。1 is a functional block diagram of a deterioration prediction device according to a first embodiment; 劣化予測装置によるフライ油の劣化判定のフローチャート。4 is a flowchart showing a process for determining deterioration of frying oil by the deterioration prediction device. 第2実施形態に係る劣化予測装置(劣化予測システム)の機能ブロック図。FIG. 11 is a functional block diagram of a deterioration prediction device (deterioration prediction system) according to a second embodiment. 機械学習(単回帰)により得られた検量線とテストデータの加熱時間との関係を示す図。FIG. 13 is a graph showing the relationship between a calibration curve obtained by machine learning (simple regression) and the heating time of test data. 図5Aの予測値平均、標準偏差の一覧表。A table showing the mean and standard deviation of the predicted values in FIG. 5A. 機械学習(重回帰)により得られた検量線とテストデータの酸価との関係を示す図。FIG. 13 is a graph showing the relationship between a calibration curve obtained by machine learning (multiple regression) and the acid value of test data. 図6Aの実測値、予測値平均、標準偏差の一覧表。A list of the actual measured values, average predicted values, and standard deviations for FIG. 6A. 機械学習(OPLS)により得られた検量線とテストデータの加熱時間との関係を示す図。FIG. 13 is a graph showing the relationship between a calibration curve obtained by machine learning (OPLS) and the heating time of test data. 図7Aの予測値平均、標準偏差の一覧表。A table showing the mean and standard deviation of the predicted values in FIG. 7A. 機械学習(OPLS)により得られた検量線とテストデータの酸価との関係を示す図。FIG. 13 is a graph showing the relationship between a calibration curve obtained by machine learning (OPLS) and the acid value of test data. 図8Aの実測値、予測値平均、標準偏差の一覧表。A list of the actual measured values, average predicted values, and standard deviations for FIG. 8A. 機械学習(PLS)により得られた検量線とテストデータの色との関係を示す図。FIG. 13 is a diagram showing the relationship between a calibration curve obtained by machine learning (PLS) and the color of test data. 図9Aの実測値、予測値平均、標準偏差の一覧表。A list of the actual measured values, average predicted values, and standard deviations of FIG. 9A. 機械学習(PLS)により得られた検量線とテストデータの粘度上昇率との関係を示す図。FIG. 13 is a graph showing the relationship between a calibration curve obtained by machine learning (PLS) and the viscosity increase rate of test data. 図10Aの実測値、予測値平均、標準偏差の一覧表。A list of the actual measured values, average predicted values, and standard deviations of FIG. 10A. 第3実施形態の油脂交換システムを説明する図。FIG. 13 is a diagram illustrating an oil and grease exchange system according to a third embodiment. 第4実施形態のフライヤーシステムを説明する図。FIG. 13 is a diagram illustrating a fryer system according to a fourth embodiment.

以下、図面を参照して、本発明に係る劣化予測装置の一実施形態について説明する。Hereinafter, an embodiment of a deterioration prediction device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る劣化予測装置1及びフライヤー20の概要を説明する。図示するように、劣化予測装置1は、主に音響データ取得部2(本発明の「音響データ取得部」)と、処理部3とで構成されている。音響データ取得部2は、例えば、指向性の高いマイクロフォンであり、フライヤー20に収容されたフライ油(本発明の「油脂」)により、揚げ物を調理するときの音響(泡の破裂音等)を取得する。
[First embodiment]
First, an overview of a deterioration prediction device 1 and a fryer 20 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 1. As shown in the figure, the deterioration prediction device 1 is mainly composed of an acoustic data acquisition unit 2 (the "acoustic data acquisition unit" of the present invention) and a processing unit 3. The acoustic data acquisition unit 2 is, for example, a highly directional microphone, and acquires sounds (such as the popping sounds of bubbles) made when cooking fried foods with frying oil (the "oil and fat" of the present invention) contained in the fryer 20.

取得した音響(以下、音響データ)は、処理部3に送信される。そして、処理部3により特徴量が抽出され、当該特徴量からフライ油の劣化が分析される。詳細は後述するが、処理部3は、表示部5、制御部10等を有する。The acquired sound (hereinafter, sound data) is transmitted to the processing unit 3. Then, the processing unit 3 extracts features and analyzes the deterioration of the frying oil from the features. The processing unit 3 includes a display unit 5, a control unit 10, etc., which will be described in detail later.

フライヤー20は箱状のキャビネット21を有し、内部にフライ油を収容するための油槽22を備える。油槽22に収容されたフライ油は、ヒーター23により温度の調整が可能となっている。例えば、コロッケを調理する場合、フライ油を180℃に調整する。The fryer 20 has a box-shaped cabinet 21 and is provided with an oil tank 22 for storing frying oil therein. The temperature of the frying oil stored in the oil tank 22 can be adjusted by a heater 23. For example, when cooking croquettes, the frying oil is adjusted to 180°C.

また、油槽22の底面には、バルブ24を介して排油管25が接続されている。油槽22の底面は、排油をし易くするため下方に向けて傾斜した、漏斗状となっている。劣化したフライ油は、バルブ24を開放することにより廃油として排出される。廃油タンク26は、廃油を収容するため、排油管25の下部に配置される。An oil drain pipe 25 is connected to the bottom of the oil tank 22 via a valve 24. The bottom of the oil tank 22 is shaped like a funnel, inclined downward to facilitate drainage of the oil. Deteriorated frying oil is discharged as waste oil by opening the valve 24. A waste oil tank 26 is disposed below the oil drain pipe 25 to store the waste oil.

油槽22は、レストラン、居酒屋等で使用される大型フライヤー用を想定しているが、これに限られない。すなわち、油槽22は、より小型のフライヤーに用いられるものでもよいし、家庭用の揚げ物調理具であってもよい。The oil vat 22 is assumed to be used for a large fryer used in a restaurant, a bar, etc., but is not limited to this. That is, the oil vat 22 may be used for a smaller fryer or may be a home frying cooker.

本実施形態では、音響データ取得部2は、フライヤー20から約1mの高さ(油槽22の斜め上方)に設置する。通常、調理により油煙が発生するため、フライヤー20の上方には、油煙を室外へ排出するための換気扇が設置されている(図示省略)。音響データ取得部2は、換気扇の側面等に取り付けてもよい。また、音響データ取得部2は、キャビネット21の側面若しくは壁面、天井等の油槽22の付近に設置されていればよい。In this embodiment, the acoustic data acquisition unit 2 is installed at a height of about 1 m from the fryer 20 (diagonally above the oil vat 22). Since oil smoke is usually generated during cooking, a ventilator is installed above the fryer 20 to exhaust the oil smoke outside (not shown). The acoustic data acquisition unit 2 may be attached to the side of the ventilator. The acoustic data acquisition unit 2 may be installed near the oil vat 22 on the side, wall, ceiling, or the like of the cabinet 21.

図2は、第1実施形態に係る劣化予測装置1の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of the deterioration prediction device 1 according to the first embodiment.

劣化予測装置1は音響データ取得部2と処理部3とで構成され、処理部3は、入力部4と、表示部5と、記憶部6と、報知部7と、制御部10とを有する。まず、音響データ取得部2は、コロッケ、天ぷら等を調理する際の音響を取得する。The deterioration prediction device 1 is composed of an acoustic data acquisition unit 2 and a processing unit 3, and the processing unit 3 has an input unit 4, a display unit 5, a storage unit 6, a notification unit 7, and a control unit 10. First, the acoustic data acquisition unit 2 acquires sounds generated when cooking croquettes, tempura, etc.

音響データ取得部2は、マイクロフォンを用いてもよいし、ビデオカメラやスマートフォンの録画機能で音響を録音してもよい。例えば、音響データ取得部2は、オーディオサンプルレートを48kHzとして、揚げ種の調理時間の音響データを取得する。なお、音響データにおいて、揚げ種の投入や取り出しによる作業音はノイズとなるため、録音開始後の10秒間、終了前の10秒間の音響はカットする。The sound data acquisition unit 2 may use a microphone, or may record sound using a video camera or a recording function of a smartphone. For example, the sound data acquisition unit 2 acquires sound data of the cooking time of the deep-fried ingredients at an audio sample rate of 48 kHz. In addition, since the operation sounds caused by putting in and taking out the deep-fried ingredients become noise in the sound data, the sounds for 10 seconds after the start of recording and 10 seconds before the end are cut.

フライ油が劣化すると、フライ油に含まれる脂肪酸が分解され、調理時の音響が徐々に変化する。制御部10の指標抽出部11は、取得された音響データからフライ油の劣化に関係する指標(以下、指標データ)を抽出し、結果受付部12で当該指標データを受け付ける。When frying oil deteriorates, fatty acids contained in the frying oil are decomposed, and the sound generated during cooking gradually changes. The index extraction unit 11 of the control unit 10 extracts an index related to deterioration of frying oil (hereinafter, index data) from the acquired sound data, and the result acceptance unit 12 accepts the index data.

指標データとしては、調理時の音響の周波数(frequency)に特徴が表れることが多いため、周波数平均(f_mean)、周波数標準偏差(f_sd)、周波数中央値(f_median)、周波数標準誤差(f_sem)、周波数最頻値(f_mode)を用いた。As characteristics often appear in the frequency of sounds emitted during cooking, the index data used were the frequency mean (f_mean), frequency standard deviation (f_sd), frequency median (f_median), frequency standard error (f_sem), and frequency mode (f_mode).

その他の指標データとしては、最小周波数から25%の位置にある周波数第一四分位数(f_Q25)、最小周波数から75%の位置にある周波数第三四分位数(f_Q75)、周波数四分位範囲(f_IQR)、周波数重心(f_cent)、周波数歪度(f_skewness)、周波数尖度(f_kurtosis)、周波数スペクトル平坦性(f_sfm)、周波数スペクトルエントロピー(f_sh)、周波数スペクトル精度(prec)、音響複雑度指数(d.ACI)、音響エントロピー(d.H)、優位周波数(dfnum)が挙げられる。なお、音響の解析には、seewave(Sound Analysis and Synthesis)、ropls(PCA,PLS(-DA) and OPLS(-DA) for multivariate analysis)を用いた。Other index data include the first quartile of frequency (f_Q25) at 25% from the minimum frequency, the third quartile of frequency (f_Q75) at 75% from the minimum frequency, the interquartile range of frequency (f_IQR), the center of frequency (f_cent), frequency skewness (f_skewness), frequency kurtosis (f_kurtosis), frequency spectrum flatness (f_sfm), frequency spectrum entropy (f_sh), frequency spectrum precision (prec), acoustic complexity index (d.ACI), acoustic entropy (d.H), and dominant frequency (dfnum). For the acoustic analysis, seewave (Sound Analysis and Synthesis) and ropls (PCA, PLS(-DA) and OPLS(-DA) for multivariate analysis) were used.

制御部10は、具体的には、劣化予測装置1の全体を制御及び管理するプロセッサであり、制御手順を規定したプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)で構成される。このようなプログラムは、例えば、記憶部6又は他の外部記憶媒装置に記憶される。Specifically, the control unit 10 is a processor that controls and manages the entire deterioration prediction device 1, and is configured with a CPU (Central Processing Unit) that executes a program that defines a control procedure. Such a program is stored in, for example, the storage unit 6 or another external storage device.

制御部10は、処理部3の全体を制御することにより、劣化予測装置1の各処理を実行する。例えば、制御部10は、ユーザ(店員)による所定の入力操作に基づいて、劣化予測装置1を起動する。所定の入力操作とは、例えば、劣化予測装置1の電源を投入する操作、調理する時間やフライ油の温度を設定する操作である。The control unit 10 controls the entire processing unit 3 to execute each process of the deterioration prediction device 1. For example, the control unit 10 starts up the deterioration prediction device 1 based on a predetermined input operation by a user (store clerk). The predetermined input operation is, for example, an operation of turning on the power of the deterioration prediction device 1, and an operation of setting the cooking time and the temperature of the frying oil.

入力部4は、ユーザからの入力操作を受け付ける各種スイッチであり、例えば、操作ボタン、操作キー等で構成される。入力部4は、これに限られず、タッチパネルにより構成されるものでもよい。また、入力部4は、劣化予測装置1による処理の実行前にユーザからの所定の入力操作を受け付け、ユーザの入力操作に基づく信号を制御部10に送信する。The input unit 4 is various switches that accept input operations from the user, and is composed of, for example, operation buttons, operation keys, etc. The input unit 4 is not limited to this, and may be composed of a touch panel. Furthermore, the input unit 4 accepts a predetermined input operation from the user before the execution of processing by the deterioration prediction device 1, and transmits a signal based on the user's input operation to the control unit 10.

表示部5は、ユーザが入力操作を行うための様々な項目を表示する。例えば、ユーザが調理する食品の種類を選択する場合、表示部5において、記憶部6に格納された食品の種類に関するデータに基づいて食品の種類を表示する。また、表示部5において、報知部7がフライ油の劣化度合いをユーザに報知する際、報知の補助的な役割として、交換が必要である旨を表示する。The display unit 5 displays various items for the user to perform input operations. For example, when the user selects the type of food to cook, the display unit 5 displays the type of food based on data related to the type of food stored in the memory unit 6. In addition, when the notification unit 7 notifies the user of the degree of deterioration of the frying oil, the display unit 5 displays a message indicating that replacement is necessary as a secondary notification.

記憶部6は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成され、各種情報及び劣化予測装置1を動作させるためのプログラム等を記憶する。記憶部6は、取得した音響データ、学習モデルの他、調理する食品に関するデータを記憶する。例えば、記憶部6は、取り扱う食品の種類毎に、音響データとフライ油の劣化度合いとの相関を示す相関データを記憶する。また、記憶部6は、食品の種類毎に異なる、報知のための閾値情報を記憶する。The storage unit 6 is composed of a semiconductor memory, a magnetic memory, or the like, and stores various information and programs for operating the deterioration prediction device 1. The storage unit 6 stores the acquired acoustic data, the learning model, and data related to the food to be cooked. For example, the storage unit 6 stores correlation data indicating the correlation between the acoustic data and the degree of deterioration of the frying oil for each type of food handled. The storage unit 6 also stores threshold information for notification that differs for each type of food.

報知部7は、フライ油の劣化度合いが所定の閾値を超えたと判定された場合、その旨をユーザに報知する。このように、報知部7は、フライ油の交換のタイミングをユーザに報知する。ここで、「交換のタイミング」とは、実際にフライ油を交換するタイミング(「交換時期になりました。」等の表示)である。また、報知部7は、現在のフライ油の劣化度合い(「現在の劣化度合いは50%です。」等の表示)の報知も可能であるし、劣化度合いから推定される使用可能な残り時間(「あと20時間使えます。」等の表示)の報知も可能である。When it is determined that the deterioration level of the frying oil exceeds a predetermined threshold, the notification unit 7 notifies the user of this fact. In this way, the notification unit 7 notifies the user of the timing to change the frying oil. Here, the "timing to change" refers to the timing to actually change the frying oil (display such as "It's time to change it"). The notification unit 7 can also notify the user of the current deterioration level of the frying oil (display such as "The current deterioration level is 50%") and the remaining usable time estimated from the deterioration level (display such as "20 hours remaining usable").

報知部7の例としてはスピーカがあり、音声ガイド、アラーム等の聴覚的な方法により報知を行うことができる。また、報知部7は、画像、文字、色彩の表示、発光等による視覚的な方法で報知を行ってもよい。例えば、表示部5を使用して、画像又は文字を表示して報知してもよいし、LED等の発光素子により報知してもよい。報知部7による報知は視覚的又は聴覚的な方法に限られず、それらの組み合わせやユーザがフライ油の交換時期を客観的に認識可能な任意の方法、例えば、振動等であってもよい。An example of the notification unit 7 is a speaker, and notification can be made by an auditory method such as a voice guide or an alarm. The notification unit 7 may also make a visual notification by displaying an image, text, color, emitting light, or the like. For example, the notification may be made by displaying an image or text using the display unit 5, or by a light-emitting element such as an LED. Notification by the notification unit 7 is not limited to visual or auditory methods, and may be a combination of these or any method that allows the user to objectively recognize when it is time to change the frying oil, such as vibration.

制御部10の比較判定部13は、取得した音響データとフライ油を用いて調理する食品の種類に応じた相関データとを比較し、フライ油の劣化度合いを判定する。油槽22に収容されたフライ油の調理中に発生する音響は、調理する食品の種類に依存する。フライ油の最適な交換時期についても、調理する食品の種類毎に異なる。The comparison and determination unit 13 of the control unit 10 compares the acquired sound data with correlation data corresponding to the type of food cooked with the frying oil to determine the degree of deterioration of the frying oil. The sound generated during cooking with the frying oil contained in the oil tank 22 depends on the type of food being cooked. The optimal time to change the frying oil also differs depending on the type of food being cooked.

相関データは、記憶部6に予め記憶されている。比較判定部13は、比較の際に、記憶部6から当該相関データを取得し、フライ油の劣化度合いを判定する。なお、相関データは機械学習部14で作成されるが、必ずしも劣化予測装置1の内部で作成する必要はなく、外部から提供された相関データを利用してもよい。The correlation data is pre-stored in the storage unit 6. When making a comparison, the comparison and determination unit 13 acquires the correlation data from the storage unit 6 and determines the degree of deterioration of the frying oil. Note that although the correlation data is created by the machine learning unit 14, it does not necessarily have to be created within the deterioration prediction device 1, and correlation data provided from outside may be used.

制御部10は、フライ油の劣化度合いが食品の種類に応じた所定の閾値を超えたと判定した場合、報知を行うため報知部7を制御する。当該閾値は、食品の種類毎に予め定められている。当該閾値は、ユーザによって適宜変更可能なものであってもよい。また、閾値を複数設定してもよい。When the control unit 10 determines that the deterioration level of the frying oil exceeds a predetermined threshold value according to the type of food, the control unit 10 controls the notification unit 7 to issue a notification. The threshold value is determined in advance for each type of food. The threshold value may be changeable by the user as appropriate. Furthermore, multiple threshold values may be set.

次に、図3を参照して、劣化予測装置1によるフライ油の劣化判定のフローチャートを説明する。なお、図3は、フライ油を交換する目安となる閾値を予め設定した場合のフローチャートである。Next, a flowchart of the deterioration determination of frying oil by the deterioration prediction device 1 will be described with reference to Fig. 3. Fig. 3 is a flowchart in the case where a threshold value serving as a guide for replacing frying oil is set in advance.

まず、ユーザが調理する食品に関する情報を取得し、必要な設定を行う(STEP10)。調理時の音響は、揚げ種の食品がコロッケか、天ぷらかによって異なるため、劣化予測装置1を揚げ種に応じた設定とする。その後、STEP20に進む。First, the user obtains information about the food to be cooked and performs the necessary settings (STEP 10). Since the sound generated during cooking differs depending on whether the food being fried is a croquette or tempura, the deterioration prediction device 1 is set according to the type of food being fried. Then, the process proceeds to STEP 20.

STEP20では、調理時の音響から指標データを作成する。具体的には、音響データ取得部2により調理時の音響(音響データ)を取得して処理部3に送信し、周波数平均(f_mean)等の指標データを作成する。その後、STEP30に進む。In STEP 20, index data is created from the sound during cooking. Specifically, the sound (sound data) during cooking is acquired by the sound data acquisition unit 2 and transmitted to the processing unit 3, and index data such as the frequency average (f_mean) is created. Then, the process proceeds to STEP 30.

STEP30では、記憶部より相関データを取得する。この相関データは、次ステップのフライ油の劣化度合いの判定の際、必要となる。その後、STEP40に進む。In STEP 30, correlation data is obtained from the storage unit. This correlation data is required in the next step of determining the degree of deterioration of the frying oil. Then, the process proceeds to STEP 40.

STEP40では、両データを比較し、フライ油の劣化度合いを判定する。具体的には、制御部10の比較判定部13が、音響データと相関データとを比較する。その後、STEP50に進む。In STEP 40, the two sets of data are compared to determine the degree of deterioration of the frying oil. Specifically, the comparison and determination unit 13 of the control unit 10 compares the acoustic data with the correlation data. Then, the process proceeds to STEP 50.

次に、フライ油の劣化度合いが所定の閾値を超えたか否かを判定する(STEP50)。この閾値は揚げ種の食品に応じて異なるが、閾値を超えた場合にはSTEP60に進み、閾値を超えていない場合にはSTEP20にリターンする。Next, it is determined whether the deterioration level of the frying oil has exceeded a predetermined threshold value (STEP 50). This threshold value differs depending on the type of fried food, but if the threshold value has been exceeded, the process proceeds to STEP 60, and if the threshold value has not been exceeded, the process returns to STEP 20.

フライ油の劣化度合が所定の閾値を超えた場合(STEP50:YES)、その旨をユーザに報知する(STEP60)。具体的には、ユーザにフライ油の交換を促すため、報知部7により報知する。その後、一連の処理を終了する。If the deterioration level of the frying oil exceeds the predetermined threshold (STEP 50: YES), the user is notified of the fact (STEP 60). Specifically, the notification unit 7 notifies the user to prompt the user to replace the frying oil. Then, the series of processes is terminated.

[第2実施形態]
次に、図4を参照して、本発明の第2実施形態に係る劣化予測システム100の概要を説明する。劣化予測システム100は、主に検出装置30と、機械学習装置40とで構成されている。検出装置30と機械学習装置40とはネットワークNWで接続され、互いに各種データを送受信することができる。
[Second embodiment]
Next, an overview of a deterioration prediction system 100 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 4. The deterioration prediction system 100 is mainly composed of a detection device 30 and a machine learning device 40. The detection device 30 and the machine learning device 40 are connected via a network NW and can transmit and receive various data to and from each other.

検出装置30は、音響データ取得部2と、入力部4と、表示部5と、記憶部6と、報知部7と、通信部8と、制御部10とを有する。また、制御部10は、比較判定部13を有する。なお、通信部8を除く各構成は、第1実施形態の処理部3の構成と同じであるため、説明は省略する。The detection device 30 includes an acoustic data acquisition unit 2, an input unit 4, a display unit 5, a storage unit 6, a notification unit 7, a communication unit 8, and a control unit 10. The control unit 10 also includes a comparison/determination unit 13. Note that each component except for the communication unit 8 is the same as the component of the processing unit 3 of the first embodiment, and therefore description thereof will be omitted.

検出装置30では、音響データ取得部2にコロッケ、天ぷら等を調理する際の音響が取得されると、比較判定部13が取得した音響データと調理する食品の種類に応じた相関データとを比較し、フライ油の劣化度合いを判定する。In the detection device 30, when the sound data acquisition unit 2 acquires the sound generated when cooking croquettes, tempura, etc., the comparison and judgment unit 13 compares the acquired sound data with correlation data corresponding to the type of food being cooked, and judges the degree of deterioration of the frying oil.

また、通信部8(本発明の「第1通信部」)は、ネットワークNWを介して音響データを機械学習装置40に自動送信する。この通信は有線でもよいし、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)等の無線通信でもよい。劣化予測システム100では、店舗又は工場内(油槽22付近)に検出装置30のみがあればよいため、装置を小型化することができる。Furthermore, the communication unit 8 (the "first communication unit" of the present invention) automatically transmits the acoustic data to the machine learning device 40 via the network NW. This communication may be wired or wireless, such as Wi-Fi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark). In the deterioration prediction system 100, since only the detection device 30 is required in the store or factory (near the oil tank 22), the device can be made compact.

機械学習装置40は、通信部48(本発明の「第2通信部」)と、学習モデル作成部50とを有する。音響データは、機械学習装置40の通信部48で自動受信される。機械学習装置40は、フライヤー20とは離れた位置に設置されていてもよい。もちろん、検出装置30と機械学習装置40とが一体型のシステムであってもよい。The machine learning device 40 has a communication unit 48 (a "second communication unit" of the present invention) and a learning model creation unit 50. The acoustic data is automatically received by the communication unit 48 of the machine learning device 40. The machine learning device 40 may be installed in a location separate from the flyer 20. Of course, the detection device 30 and the machine learning device 40 may be an integrated system.

学習モデル作成部50は、指標抽出部51と、記憶部52と、検量線作成部53とを有する。指標抽出部51は、受信した音響データからフライ油の劣化に関係する指標データを抽出し、当該指標データが記憶部52に記憶される。検量線作成部53は、いわゆる教師あり学習を行って、記憶された指標データ(説明変数)から線形回帰分析により検量線(モデル式)を作成する。The learning model creation unit 50 has an index extraction unit 51, a storage unit 52, and a calibration curve creation unit 53. The index extraction unit 51 extracts index data related to frying oil deterioration from the received acoustic data, and the index data is stored in the storage unit 52. The calibration curve creation unit 53 performs so-called supervised learning to create a calibration curve (model formula) from the stored index data (explanatory variables) by linear regression analysis.

線形回帰(分析)の種別は、単回帰、重回帰、部分最小二乗(PLS:Partial Least Squares)回帰、直交射影部分最小二乗(OPLS:Orthogonal Partial Least Squares)回帰等があるが、これらから選ばれる1種以上を利用することができる。Types of linear regression (analysis) include simple regression, multiple regression, partial least squares (PLS) regression, and orthogonal partial least squares (OPLS) regression, and one or more types selected from these can be used.

単回帰は、1つの目的変数を1つの説明変数で予測する手法であり、重回帰は、1つの目的変数を複数の説明変数で予測する手法である。また、(直交射影)部分最小二乗回帰は、少数の特徴量である主成分(説明変数のみの主成分分析で得られる)と目的変数の
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が最大になるように主成分を抽出する手法である。また、(直交射影)部分最小二乗回帰は、説明変数の数がサンプルの数よりも多いとき、そして、説明変数の間の相関が高いときに適した手法である。
Simple regression is a method to predict one dependent variable with one explanatory variable, while multiple regression is a method to predict one dependent variable with multiple explanatory variables. In addition, (orthogonal projection) partial least squares regression is a method to predict one dependent variable with multiple explanatory variables.
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In addition, (orthogonal projection) partial least squares regression is a method suitable when the number of explanatory variables is greater than the number of samples and when the correlation between explanatory variables is high.

図5A、図5Bは、機械学習により得られた検量線と、テストデータの加熱時間(予測値及び実測値)との関係を示している。5A and 5B show the relationship between the calibration curve obtained by machine learning and the heating time (predicted value and actual measured value) of the test data.

図5A中の直線M1は、周波数平均(f_mean)による単回帰分析により得られた検量線(モデル式)である。グラフは、横軸が加熱時間の予測値[h]、縦軸が加熱時間の実測値[h]であり、図中の「○」印が周波数平均(f_mean)から得られた予測値のプロットである。The straight line M1 in Fig. 5A is a calibration curve (model formula) obtained by simple regression analysis using the frequency mean (f_mean). In the graph, the horizontal axis is the predicted value of the heating time [h], the vertical axis is the actual value of the heating time [h], and the "○" marks in the figure are plots of the predicted values obtained from the frequency mean (f_mean).

図5Bは、今回の加熱時間(フライ時間の実測値)、5回の予測値平均及び標準偏差の一覧を示している。例えば、加熱時間の実測値8[h]に対する予測値平均は8.9[h]であり、このときの標準偏差が1.4であった。予測値はおおよそ直線M1付近にあり(図5A参照)、バラツキも比較的小さいことから、単回帰分析により得られた検量線は一定の精度があることが確認された。5B shows a list of the current heating time (actual frying time), the average predicted value and the standard deviation of the five times. For example, the average predicted value for the actual heating time of 8 [h] was 8.9 [h], and the standard deviation at this time was 1.4. The predicted values were approximately in the vicinity of the line M1 (see FIG. 5A), and the variation was relatively small, confirming that the calibration curve obtained by the simple regression analysis had a certain degree of accuracy.

図6A、図6Bは、機械学習により得られた検量線とテストデータの酸価(予測値及び実測値)の関係を示している。6A and 6B show the relationship between the calibration curve obtained by machine learning and the acid values (predicted values and actual measured values) of the test data.

図6A中の直線M2は、周波数平均(f_mean)と周波数スペクトルによる平坦性(f_sfm)による重回帰分析により得られた検量線(モデル式)である。グラフは、横軸が酸価の予測値、縦軸が酸価の実測値であり、図の「○」印は、周波数平均(f_mean)及び平坦性(f_sfm)から得られた酸価の予測値のプロットである。The straight line M2 in Fig. 6A is a calibration curve (model formula) obtained by multiple regression analysis using the frequency mean (f_mean) and the flatness (f_sfm) of the frequency spectrum. In the graph, the horizontal axis is the predicted value of the acid value, and the vertical axis is the actually measured value of the acid value. The "○" marks in the figure are plots of the predicted value of the acid value obtained from the frequency mean (f_mean) and the flatness (f_sfm).

図6Bは、今回の加熱時間、酸価の実測値、5回の予測値平均及び標準偏差の一覧を示している。例えば、加熱時間の実測値8[h]に対する酸価の実測値が0.16、予測値平均が0.11であり、このときの標準偏差が0.10であった。酸価の予測値は直線M2上に存在するものもあり(図6A参照)、バラツキが小さいことから、重回帰分析により得られた検量線の精度が高いことが確認された。6B shows a list of the heating time, the measured acid value, the average of the five predicted values, and the standard deviation. For example, the measured acid value for the heating time of 8 [h] was 0.16, the average predicted value was 0.11, and the standard deviation was 0.10. Some of the predicted acid value values were on the line M2 (see FIG. 6A), and the variation was small, confirming that the calibration curve obtained by multiple regression analysis was highly accurate.

図7A、図7Bは、機械学習により得られた検量線とテストデータの加熱時間(予測値及び実測値)の関係を示している。7A and 7B show the relationship between the calibration curve obtained by machine learning and the heating time (predicted value and actual measured value) of the test data.

図7Aの直線M3は、直交射影部分最小二乗回帰(OPLS)分析により得られた検量線(モデル式)である。グラフは、横軸が加熱時間の予測値[h]、縦軸が加熱時間の実測値[h]であり、図中の「○」印は、周波数平均(f_mean)から得られた加熱時間の予測値のプロットである。Line M3 in Fig. 7A is a calibration curve (model formula) obtained by orthogonal projection partial least squares regression (OPLS) analysis. In the graph, the horizontal axis is the predicted value of heating time [h], and the vertical axis is the actual value of heating time [h]. The "○" marks in the figure are plots of the predicted value of heating time obtained from the frequency mean (f_mean).

図7Bは、今回の加熱時間(フライ時間の実測値)、5回の予測値平均及び標準偏差の一覧を示している。例えば、加熱時間の実測値8[h]に対する予測値平均が9.0[h]であり、このときの標準偏差が1.8であった。予測値は直線M3上に存在するものもあり(図7A参照)、バラツキも比較的小さいことから、直交射影部分最小二乗回帰分析により得られた検量線についても、一定の精度が認められた。7B shows a list of the heating time (actual frying time), the average predicted value and the standard deviation of the five times. For example, the average predicted value for the actual heating time of 8 [h] was 9.0 [h], and the standard deviation was 1.8. Some of the predicted values were on the line M3 (see FIG. 7A), and the variation was relatively small, so a certain degree of accuracy was observed for the calibration curve obtained by the orthogonal projection partial least squares regression analysis.

図8A、図8Bは、機械学習により得られた検量線とテストデータの酸価(予測値及び実測値)の関係を示している。ここで、「酸価」は、基準油脂分析法2.3.1-2013で測定される値である。8A and 8B show the relationship between the calibration curve obtained by machine learning and the acid value (predicted value and actual value) of the test data. Here, the "acid value" is the value measured by the Standard Method for the Analysis of Fats, Oils and Related Materials 2.3.1-2013.

図8Aの直線M4は、直交射影部分最小二乗回帰(OPLS)分析により得られた検量線(モデル式)である。グラフは、横軸が酸価の予測値、縦軸が酸価の実測値であり、図中の「○」印は、周波数平均(f_mean)等の指標データから得られた酸価の予測値のプロットである。The straight line M4 in Fig. 8A is a calibration curve (model formula) obtained by orthogonal projection partial least squares regression (OPLS) analysis. In the graph, the horizontal axis is the predicted value of the acid value, and the vertical axis is the measured value of the acid value. The "○" marks in the figure are plots of the predicted value of the acid value obtained from index data such as the frequency mean (f_mean).

図8Bは、今回の加熱時間、酸価の実測値、5回の予測値平均及び標準偏差の一覧を示している。例えば、加熱時間の実測値8[h]に対する酸価の実測値が0.16、予測値平均が0.13であり、このときの標準偏差が0.12であった。酸価の予測値はバラツキが小さいことから、直交射影部分最小二乗回帰分析により得られた検量線の精度が高いことが確認された。8B shows a list of the heating time, the measured acid value, the average of the five predicted values, and the standard deviation. For example, the measured acid value for the heating time of 8 [h] was 0.16, the average predicted value was 0.13, and the standard deviation was 0.12. The predicted acid value had a small variation, confirming that the calibration curve obtained by the orthogonal projection partial least squares regression analysis had high accuracy.

図9A、図9Bは、機械学習により得られた検量線とテストデータの色(予測値及び実測値)の関係を示している。ここでいう「色」とは、フライ油の色調であり、基準油脂分析法2.2.1.1-1996で測定される「Y+10R」を示している。9A and 9B show the relationship between the calibration curve obtained by machine learning and the color of the test data (predicted value and actual value). The "color" here refers to the color tone of the frying oil, and indicates "Y+10R" measured by the Standard Method for the Analysis of Fats, Oils and Related Materials 2.2.1.1-1996.

図9Aの直線M5は、部分最小二乗回帰(PLS)分析により得られた検量線(モデル式)である。グラフは、横軸が色の予測値、縦軸が色の実測値であり、図中の「○」印は、周波数平均(f_mean)等の指標データから得られた色の予測値のプロットである。Line M5 in Fig. 9A is a calibration curve (model formula) obtained by partial least squares regression (PLS) analysis. The horizontal axis of the graph is the predicted color value, and the vertical axis is the actual measured color value. The "○" marks in the figure are plots of the predicted color value obtained from index data such as the frequency mean (f_mean).

図9Bは、今回の加熱時間、色の実測値、5回の予測値平均及び標準偏差の一覧を示している。例えば、加熱時間の実測値8[h]に対する色の実測値が6.5、予測値平均が6.9であり、このときの標準偏差が1.6であった。色の予測値はバラツキが比較的小さいことから、部分最小二乗回帰分析により得られた検量線は、一定の精度があることが確認された。9B shows a list of the current heating time, the actual color measurement, the average of the five predicted values, and the standard deviation. For example, the actual color measurement for the heating time of 8 [h] was 6.5, the average predicted value was 6.9, and the standard deviation was 1.6. Since the predicted color values showed relatively small variations, it was confirmed that the calibration curve obtained by partial least squares regression analysis had a certain degree of accuracy.

図10A、図10Bは、機械学習により得られた検量線とテストデータの粘度上昇率(予測値及び実測値)の関係を示している。ここでいう「粘度」とは、市販の粘度計、例えば、E型粘度計(TVE-25H:東機産業社製)で測定されるフライ油の粘り度合い(粘性)を示す数値であり、今回、加熱時間に対する粘度上昇率[%]を調べた。10A and 10B show the relationship between the calibration curve obtained by machine learning and the viscosity increase rate (predicted value and actual value) of the test data. The "viscosity" here is a value indicating the degree of stickiness (viscosity) of frying oil measured with a commercially available viscometer, for example, an E-type viscometer (TVE-25H: manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), and this time, the viscosity increase rate [%] with respect to the heating time was investigated.

フライ油を初めて使用するときの粘度(使用開始時の粘度)の測定値をVsとすると、当該フライ油を使用して揚げ物を繰り返し揚げていくにつれて劣化が進行し、当該フライ油の粘度が上昇していく。使用開始してからの粘度の測定値をVtとすると、「粘度上昇率」は、Vsに対する粘度の上昇量(=Vt-Vs)の比率として定義される。If the measured viscosity of frying oil when it is first used (viscosity at the start of use) is Vs, then as the oil is used to fry food repeatedly, deterioration progresses and the viscosity of the frying oil increases. If the measured viscosity after the oil has been used is Vt, the "viscosity increase rate" is defined as the ratio of the increase in viscosity to Vs (= Vt - Vs).

図10Aの直線M6は、部分最小二乗回帰(PLS)分析により得られた検量線(モデル式)である。また、横軸が粘度上昇率の予測値[%]、縦軸が粘度上昇率の実測値[%]であり、図中の「○」印は、周波数平均(f_mean)等の指標データから得られた粘度上昇率の予測値のプロットである。10A is a calibration curve (model formula) obtained by partial least squares regression (PLS) analysis. The horizontal axis is the predicted value [%] of the viscosity increase rate, and the vertical axis is the actual value [%] of the viscosity increase rate. The "○" marks in the figure are plots of the predicted values of the viscosity increase rate obtained from index data such as the frequency mean (f_mean).

図10Bは、今回の加熱時間、粘度上昇率の実測値、5回の予測値平均及び標準偏差の一覧を示している。例えば、加熱時間の実測値8[h]に対する粘度上昇率の実測値が3.52、予測値平均が3.87であり、このときの標準偏差が0.57であった。プロットした粘度上昇率の予測値はバラツキが小さいことから、部分最小二乗回帰分析により得られた検量線は精度が高いことが確認された。10B shows a list of the current heating time, the measured viscosity increase rate, the average of the five predicted values, and the standard deviation. For example, the measured viscosity increase rate for the measured heating time of 8 [h] was 3.52, the average predicted value was 3.87, and the standard deviation was 0.57. The plotted predicted values of the viscosity increase rate showed little variation, confirming that the calibration curve obtained by partial least squares regression analysis was highly accurate.

以上のように、検量線作成部53は指標データから線形回帰分析により検量線を作成するが、線形回帰としては単回帰、重回帰、部分最小二乗(PLS)回帰、直交射影部分最小二乗(OPLS)回帰の何れを利用してもよい。実際に作成された検量線は、加熱時間により変化するフライ油の酸価、色、粘度上昇率等で評価した結果においても、劣化度合いの精度が高く、音響に関する指標データからフライ油の劣化を正確に予測、判定することができた。As described above, the calibration curve creation unit 53 creates a calibration curve from the index data by linear regression analysis, and any of simple regression, multiple regression, partial least squares (PLS) regression, and orthogonal projection partial least squares (OPLS) regression may be used as the linear regression. The calibration curve actually created showed high accuracy of the deterioration degree even in the results of evaluation of the acid value, color, viscosity increase rate, etc. of frying oil that change with heating time, and it was possible to accurately predict and determine the deterioration of frying oil from the index data related to sound.

図4の劣化予測システム100において、機械学習装置40が店舗とは離れた遠隔地に設置され、検出装置30が検出用サーバ、機械学習装置40が機械学習用サーバの関係であってもよい。In the deterioration prediction system 100 of FIG. 4, the machine learning device 40 may be installed in a remote location away from the store, and the detection device 30 may function as a detection server, and the machine learning device 40 may function as a machine learning server.

この場合、店舗側の検出用サーバは、少なくとも、揚げ物を調理するときの音響データを取得する音響データ取得部と、機械学習用サーバと各種データ(音響データ、判定結果等)の送受信を行う通信部と、判定結果に基づいてフライ油の劣化度合い、交換のタイミング等を報知する報知部とを備える。In this case, the detection server on the store side is equipped with at least an acoustic data acquisition unit that acquires acoustic data when cooking fried foods, a communication unit that transmits and receives various data (acoustic data, judgment results, etc.) with the machine learning server, and an alarm unit that notifies the degree of deterioration of the frying oil, the timing for replacement, etc. based on the judgment results.

また、遠隔地の機械学習用サーバは、少なくとも、検出用サーバと各種データの送受信を行う通信部と、受信した音響データからフライ油の劣化に関係する指標を抽出し、当該指標を用いて線形回帰による機械学習を行い、フライ油の劣化を判定可能な学習モデルを作成する学習モデル作成部と、作成した学習モデルを記憶する記憶部と、当該学習モデルを用いてフライ油の劣化度合いを判定する判定部とを備える。In addition, the remote machine learning server is equipped with at least a communication unit that sends and receives various data to and from the detection server, a learning model creation unit that extracts indicators related to frying oil deterioration from the received acoustic data and performs machine learning using linear regression using the indicators to create a learning model that can determine the deterioration of frying oil, a memory unit that stores the created learning model, and a determination unit that determines the degree of deterioration of the frying oil using the learning model.

この構成によれば、機械学習用サーバ側では、学習モデル作成部が受信した音響データにより機械学習を行い、学習モデルを作成する。そして、判定部が学習モデルを用いてフライ油の劣化度合いを判定し、判定結果を検出用サーバ側に送信する。検出用サーバ側では、報知部が受信した当該判定結果に基づいて、フライ油の交換のタイミングを報知する。このように、機械学習用サーバ側で音響データを受信して判定まで行い、判定結果を検出用サーバに返すというように役割を分担することができる。According to this configuration, on the machine learning server side, the learning model creation unit performs machine learning using the received acoustic data to create a learning model. Then, the judgment unit judges the degree of deterioration of the frying oil using the learning model and transmits the judgment result to the detection server side. On the detection server side, the notification unit notifies the timing of changing the frying oil based on the judgment result received. In this way, the machine learning server side can share roles such as receiving acoustic data, making a judgment, and returning the judgment result to the detection server.

学習モデルについては、機械学習用サーバ側が作成し、例えば、新たな音響データを取得する度に更新する。これにより、データ容量が比較的大きい学習モデルを送受信する必要がなく、検出用サーバを有する店舗側が、フライ油の交換のタイミングを取得することができる。The learning model is created by the machine learning server and updated, for example, every time new acoustic data is acquired. This eliminates the need to transmit and receive learning models with relatively large data volumes, and allows the store that has the detection server to obtain the timing for changing the frying oil.

[第3実施形態]
次に、図11を参照して、本発明の第3実施形態に係る油脂交換システム200の概要を説明する。
[Third embodiment]
Next, an overview of an oil and fat exchange system 200 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図11は、油脂交換システム200の概略図である。図示するように、油脂交換システム200は、劣化予測装置1及びフライヤー20’を備える店舗A~C、当該店舗A~Cを統括する統括本部H、当該店舗A~Cで使用するフライ油の製造業者(油脂メーカー)X、販売業者(問屋又は販売店)Y、廃油を回収する回収業者Zで構成される。なお、油脂メーカーが顧客に直接販売することもあるので、販売業者Yは油脂メーカーを含む概念である。11 is a schematic diagram of an oil exchange system 200. As shown in the figure, the oil exchange system 200 is composed of stores A to C equipped with a deterioration prediction device 1 and a fryer 20', a general headquarters H that manages the stores A to C, a manufacturer (oil manufacturer) X of frying oil used in the stores A to C, a distributor (wholesaler or retailer) Y, and a recovery company Z that recovers used oil. Note that since the oil manufacturer may sell directly to customers, the distributor Y is a concept that includes the oil manufacturer.

第1実施形態において、劣化予測装置1の報知部7は、フライ油の劣化度合いが所定の閾値を超えたと判定された場合に、スピーカ、表示部5等でユーザにその旨を報知したが、本実施形態においては、そのような報知に加えて、フライ油の劣化度合いに関する報知情報を出力する。報知情報は、フライ油の劣化度合いが当該閾値を超えたという内容でもよいが、劣化度合いが間もなく当該閾値を超えるという予告でもよい。In the first embodiment, when it was determined that the deterioration level of the frying oil exceeded a predetermined threshold, the notification unit 7 of the deterioration prediction device 1 notified the user of that fact via the speaker, the display unit 5, etc., but in the present embodiment, in addition to such a notification, notification information regarding the deterioration level of the frying oil is output. The notification information may be a content that the deterioration level of the frying oil has exceeded the threshold, or may be a notice that the deterioration level will soon exceed the threshold.

図示するように、店舗B(居酒屋)から報知情報が統括本部Hに通知された場合、統括本部Hは、報知情報を受信した回数や頻度等を分析し、店舗Bのみならず、必要に応じて店舗A(天ぷら屋)及び店舗C(とんかつ屋)に対しても、フライ油の使用方法が適切か、適宜交換しているか、無駄がないか等を提案又は指導する。As shown in the figure, when alarm information is notified to headquarters H from store B (an izakaya restaurant), headquarters H analyzes the number of times and frequency of receipt of the alarm information, and, if necessary, makes suggestions or instructs not only store B, but also store A (a tempura restaurant) and store C (a tonkatsu restaurant) on whether frying oil is being used appropriately, whether it is being replaced appropriately, whether there is any waste, etc.

統括本部Hは、複数の店舗のみならず、フライヤーが設置された複数の工場を管理する立場であってもよい。また、統括本部Hは、店舗又は工場内に存在し、施設内の複数のフライヤーを管理してもよい。The headquarters H may be in a position to manage not only a plurality of stores but also a plurality of factories in which flyers are installed. The headquarters H may also be located within a store or factory and manage a plurality of flyers within the facility.

この報知情報は、フライ油の製造業者X及び販売業者Yにも通知される。製造業者Xは、当該報知情報を受けて、フライ油の製造計画又は販売計画を立案する。また、販売業者Yは、当該報知情報を受けて新たなフライ油を発注し、製造業者Xからフライ油Pを仕入れる。そして、販売業者Yは、店舗B(必要に応じて店舗A及び店舗C)に新たなフライ油Pを調達する。This notification information is also sent to frying oil manufacturer X and distributor Y. Manufacturer X receives the notification information and formulates a production plan or sales plan for frying oil. Distributor Y also receives the notification information and places an order for new frying oil, purchasing frying oil P from manufacturer X. Distributor Y then procures new frying oil P for store B (and stores A and C, if necessary).

さらに、この報知情報は、フライ油の回収業者Z(製造業者Xでもよい)に通知される。回収業者Zは、当該報知情報を受けて、廃油Qの回収を手配する。例えば、回収業者Zは、所定回数の当該報知情報を受信したとき、店舗Bを訪問してフライヤー20’の油槽22から廃油Qを回収する。Furthermore, this notification information is notified to a frying oil recovery company Z (which may be manufacturer X). Upon receiving the notification information, recovery company Z arranges for the recovery of waste oil Q. For example, when recovery company Z receives the notification information a predetermined number of times, recovery company Z visits store B and recovers waste oil Q from oil tank 22 of fryer 20'.

さらに、この報知情報は、清掃作業業者(図示省略)に通知されるようにしてもよい。清掃作業業者は、当該報知情報を受けて店舗Bを訪問し、フライヤー20’の油槽22の内部又はその付近の清掃を行う。これにより、油脂交換システム200では、店舗A~Cに対するフライ油の供給から廃油、清掃までが迅速に行われるようになる。Furthermore, this notification information may be notified to a cleaning worker (not shown). The cleaning worker receives the notification information and visits store B to clean the inside of oil tank 22 of fryer 20' or its vicinity. In this way, in oil exchange system 200, the supply of frying oil to stores A to C, waste oil, and cleaning can be performed quickly.

また、この報知内容に基づいて、店舗内でのフライ油の交換を自動化すると、ユーザ(店員)の負担がより軽減される。フライ油の劣化度合いが閾値を超えたという内容の報知情報が出力されると、フライ油の交換が自動的に開始する。In addition, if the change of frying oil in the store is automated based on the notification content, the burden on users (store staff) can be further reduced. When notification information is output that the deterioration level of the frying oil has exceeded a threshold, the change of the frying oil starts automatically.

[第4実施形態]
最後に、図12を参照して、本発明の第4実施形態に係るフライヤーシステム300の概要を説明する。
[Fourth embodiment]
Finally, with reference to FIG. 12, an overview of a fryer system 300 according to a fourth embodiment of the present invention will be described.

図12は、本実施形態のフライヤーシステム300を構成する劣化予測装置1及びフライヤー20’を示している。なお、フライヤー20’について、第1実施形態のフライヤー20と同じ構成については同じ符号を付し、説明は省略する。12 shows a deterioration prediction device 1 and a fryer 20' constituting the fryer system 300 of the present embodiment. Note that, for the fryer 20', the same components as those of the fryer 20 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図示するように、フライヤー20’の付近には、バルブ制御装置61(本発明の「バルブ制御部」)と、新油タンク62とが設置されている。新油タンク62には未使用のフライ油が収容され、給油管63を介して油槽22にフライ油が供給される。As shown in the figure, a valve control device 61 ("valve control unit" of the present invention) and a new oil tank 62 are installed near the fryer 20'. The new oil tank 62 contains unused frying oil, and the frying oil is supplied to the oil tank 22 via an oil supply pipe 63.

バルブ制御装置61は、劣化予測装置1からフライ油を交換する(閾値以上となった)旨の報知情報を受信すると、まず、バルブ24’に制御信号を送信してバルブ24’を開放する。これにより、自動で廃油が排油管25を介して廃油タンク26に排出される。When the valve control device 61 receives notification information from the deterioration prediction device 1 that the frying oil needs to be replaced (because the oil level has reached or exceeded the threshold), it first transmits a control signal to the valve 24' to open the valve 24'. This causes the waste oil to be automatically discharged into the waste oil tank 26 via the oil drain pipe 25.

十分時間が経過した後、バルブ制御装置61は、再度、バルブ24’に制御信号を送信してバルブ24’を閉鎖する。その後、バルブ制御装置61は、給油管63の途中に設けられたバルブ64に制御信号を送信してバルブ64を開放する。これにより、自動で新油が油槽22に供給される。なお、新油の給油量は、新油タンク62の水位センサで検出してもよいし、所定時間だけバルブ64を開放するようにしてもよい。After a sufficient amount of time has passed, the valve control device 61 again sends a control signal to the valve 24' to close the valve 24'. Thereafter, the valve control device 61 sends a control signal to the valve 64 provided in the middle of the oil supply pipe 63 to open the valve 64. As a result, fresh oil is automatically supplied to the oil tank 22. The amount of fresh oil supplied may be detected by a water level sensor in the new oil tank 62, or the valve 64 may be opened for a predetermined period of time.

本実施形態によれば、バルブ制御装置61は、劣化予測装置1から送信される報知情報に基づきバルブ24’,64を制御することで、使用中のフライ油を自動で排出することができる。さらに、バルブ制御装置61は、新油タンク62から自動で新油を供給する制御を行うことで、ユーザがフライ油の劣化度合いを確認して廃油とし、新油を供給するまで作業負担を軽減することができる。According to this embodiment, the valve control device 61 can automatically drain frying oil in use by controlling the valves 24', 64 based on the notification information transmitted from the deterioration prediction device 1. Furthermore, the valve control device 61 controls the automatic supply of new oil from the new oil tank 62, thereby reducing the workload of the user from checking the deterioration degree of the frying oil and discarding it as waste oil until new oil is supplied.

上述した劣化予測装置、劣化予測システム、油脂交換システムは、本発明の実施形態の一例に過ぎず、用途、目的等に応じて適宜変更することができる。今回、音響データから周波数平均(f_mean)と周波数スペクトルによる平坦性(f_sfm)を抽出して回帰分析を行う例を示したが、周波数標準偏差(f_sd)、優位周波数(dfnum)等もフライ油の劣化予測に適用可能である。The deterioration prediction device, deterioration prediction system, and oil exchange system described above are merely examples of embodiments of the present invention, and may be modified as appropriate according to the application, purpose, etc. In this example, the frequency mean (f_mean) and the flatness due to the frequency spectrum (f_sfm) are extracted from the acoustic data and a regression analysis is performed, but the frequency standard deviation (f_sd), dominant frequency (dfnum), etc. can also be applied to predict deterioration of frying oil.

また、劣化予測システムにおいて、各構成装置が行う役割を変更することもできる。図4で示した劣化予測システム100は、検出装置30と機械学習装置40とで別装置として分離されていたが、音響データや学習モデルはデータ容量が大きく、通信に時間及び料金がかかる。このため、機械学習部を内蔵した検出装置を遠隔地から指示し、検出装置からフライ油の劣化度合い等の報知情報の受信可能な制御装置を新たに設けてもよい。Furthermore, the role of each component device in the deterioration prediction system can be changed. In the deterioration prediction system 100 shown in Fig. 4, the detection device 30 and the machine learning device 40 are separated as separate devices, but acoustic data and learning models have large data volumes, and communication takes time and costs. For this reason, a new control device can be provided that can remotely instruct a detection device with a built-in machine learning unit and receive notification information such as the deterioration degree of frying oil from the detection device.

1…劣化予測装置、2…音響データ取得部、3…処理部、4…入力部、5…表示部、6…記憶部、7…報知部、8…通信部(第1通信部)、10…制御部、11,51…指標抽出部、12…結果受付部、13…比較判定部、14…機械学習部、20,20’…フライヤー、21…キャビネット、22…油槽、23…ヒーター、24,24’,64…バルブ、25…排油管、26…廃油タンク、30…検出装置、40…機械学習装置、48…通信部(第2通信部)、50…学習モデル作成部、52…記憶部、53…検量線作成部、61…バルブ制御装置、62…新油タンク、63…給油管、100…劣化予測システム、200…油脂交換システム、300…フライヤーシステム。1...deterioration prediction device, 2...acoustic data acquisition unit, 3...processing unit, 4...input unit, 5...display unit, 6...memory unit, 7...alarm unit, 8...communication unit (first communication unit), 10...control unit, 11, 51...index extraction unit, 12...result reception unit, 13...comparison and judgment unit, 14...machine learning unit, 20, 20'...fryer, 21...cabinet, 22...oil tank, 23...heater, 24, 24', 64...valve, 25...oil drain pipe, 26...waste oil tank, 30...detection device, 40...machine learning device, 48...communication unit (second communication unit), 50...learning model creation unit, 52...memory unit, 53...calibration curve creation unit, 61...valve control device, 62...new oil tank, 63...fuel supply pipe, 100...deterioration prediction system, 200...oil change system, 300...fryer system.

Claims (13)

食用の油脂の劣化度合いを予測する劣化予測装置であって、
油槽に収容された前記油脂を用いて揚げ物を調理している調理中の音響データを取得する音響データ取得部と、
揚げ物の種類ごとに音響データと前記油脂の劣化度合いとの相関を示す相関データを対応付けて記憶している記憶手段において、前記油脂で調理中の揚げ物の種類に対応付けて記憶される前記相関データを取得する相関データ取得部と、
前記音響データ取得部によって取得された前記音響データと前記相関データ取得部によって取得された前記相関データとに基づいて、前記油脂の劣化度合いを判定する判定部と、
を備えていることを特徴とする劣化予測装置。
A deterioration prediction device for predicting a deterioration degree of edible oils and fats,
an acoustic data acquisition unit that acquires acoustic data during cooking of fried food using the oil contained in the oil vat;
A storage means stores correlation data indicating a correlation between acoustic data and a deterioration degree of the oil for each type of fried food in association with each other, the correlation data acquisition unit acquiring the correlation data stored in association with the type of fried food being cooked with the oil;
A determination unit that determines a deterioration degree of the oil and grease based on the acoustic data acquired by the acoustic data acquisition unit and the correlation data acquired by the correlation data acquisition unit ;
A deterioration prediction device comprising:
前記油脂の劣化度合い又は前記油脂の交換のタイミングを報知する報知部をさらに備え、
前記報知部は、前記油脂の劣化度合いが前記判定部によって前記油脂の劣化度合いに基づいて予め定めた交換の閾値を超えたと判定された場合に、前記報知を行うことを特徴とする請求項1に記載の劣化予測装置。
Further provided is an alarm unit that notifies the degree of deterioration of the oil or the timing of replacing the oil,
The deterioration prediction device according to claim 1, characterized in that the notification unit issues the notification when the determination unit determines that the degree of deterioration of the oil has exceeded a predetermined replacement threshold based on the degree of deterioration of the oil.
前記判定部が前記油脂の劣化度合いを判定する際に用いる前記音響データは、前記音響データから抽出した指標であり、
前記指標は、周波数平均、周波数標準偏差、周波数中央値、周波数標準誤差、周波数最頻値、周波数第一四分位数、周波数第三四分位数、周波数四分位範囲、周波数重心、周波数スキューネス、周波数クルトシス、周波数スペクトル平坦性、周波数スペクトルエントロピー、周波数スペクトル精度、音響複雑度指数、音響エントロピー、優位周波数から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の劣化予測装置。
The acoustic data used by the determination unit to determine the degree of deterioration of the oil and grease is an index extracted from the acoustic data,
3. The deterioration prediction device according to claim 1, wherein the index is one or more selected from a frequency mean, a frequency standard deviation, a frequency median, a frequency standard error, a frequency mode, a frequency first quartile, a frequency third quartile, a frequency quartile range, a frequency centroid, a frequency skewness, a frequency kurtosis, a frequency spectrum flatness, a frequency spectrum entropy, a frequency spectrum precision, an acoustic complexity index, an acoustic entropy, and a dominant frequency.
検出装置と機械学習装置とからなり、食用の油脂の劣化度合いを予測する劣化予測システムであって、
前記検出装置は、
油槽に収容された前記油脂を用いて揚げ物を調理するときの音響データを取得する音響データ取得部と、
前記機械学習装置が作成した、前記油脂の劣化を判定可能な学習モデルを記憶する記憶部と、
前記学習モデルを用いて、前記音響データから前記油脂の劣化度合いを判定する判定部と、を備え、
前記機械学習装置は、
前記音響データ取得部によって取得された前記音響データから前記油脂の劣化に関係する指標を抽出し、前記指標を用いて線形回帰による機械学習を行い、前記学習モデルを作成する学習モデル作成部と、
を備えていることを特徴とする劣化予測システム。
A deterioration prediction system for predicting a deterioration degree of edible oils and fats, comprising a detection device and a machine learning device,
The detection device includes:
an acoustic data acquisition unit that acquires acoustic data when cooking fried food using the oil contained in the oil vat;
A memory unit that stores a learning model capable of determining deterioration of the oil and fat, the learning model being created by the machine learning device;
A determination unit that determines a degree of deterioration of the oil and grease from the acoustic data using the learning model,
The machine learning device includes:
A learning model creation unit that extracts an index related to the deterioration of the oil and fat from the acoustic data acquired by the acoustic data acquisition unit, performs machine learning by linear regression using the index, and creates the learning model;
A deterioration prediction system comprising:
前記線形回帰は、単回帰、重回帰、部分最小二乗(PLS)回帰、又は直交射影部分最小二乗(OPLS)回帰から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項4に記載の劣化予測システム。5. The degradation prediction system according to claim 4, wherein the linear regression is one or more selected from a simple regression, a multiple regression, a partial least squares (PLS) regression, and an orthogonal projection partial least squares (OPLS) regression. 前記検出装置と前記機械学習装置とが一体となっていることを特徴とする請求項4又は5に記載の劣化予測システム。The deterioration prediction system according to claim 4 or 5, characterized in that the detection device and the machine learning device are integrated together. 前記検出装置は、店舗又は工場の前記油槽の付近に設置され、前記機械学習装置は、前記店舗又は前記工場とは離れた遠隔地に設置されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の劣化予測システム。The deterioration prediction system according to claim 4 or 5, characterized in that the detection device is installed near the oil tank in a store or factory, and the machine learning device is installed in a remote location away from the store or factory. 前記検出装置は、前記音響データ取得部によって取得された前記音響データを前記機械学習装置に送信する第1通信部を備え、
前記機械学習装置は、前記検出装置から前記音響データを受信する第2通信部を備えていることを特徴とする請求項4、5又は7の何れか1項に記載の劣化予測システム。
the detection device includes a first communication unit that transmits the acoustic data acquired by the acoustic data acquisition unit to the machine learning device;
The deterioration prediction system according to claim 4 , 5 or 7 , wherein the machine learning device includes a second communication unit that receives the acoustic data from the detection device.
前記第1通信部及び前記第2通信部は、無線通信が可能であることを特徴とする請求項8に記載の劣化予測システム。9. The deterioration prediction system according to claim 8, wherein the first communication unit and the second communication unit are capable of wireless communication. 食用の油脂の劣化度合いを予測する劣化予測方法であって、
油槽に収容された前記油脂を用いて揚げ物を調理している調理中の音響データを取得する音響データ取得ステップと、
揚げ物の種類ごとに音響データと前記油脂の劣化度合いとの相関を示す相関データを対応付けて記憶している記憶手段において、前記油脂で調理中の揚げ物の種類に対応付けて記憶される前記相関データを取得する相関データ取得ステップと、
前記音響データ取得ステップにおいて取得された前記音響データと前記相関データ取得ステップにおいて取得された前記相関データとに基づいて、前記油脂の劣化度合いを判定する判定ステップと、
を備えていることを特徴とする劣化予測方法。
A deterioration prediction method for predicting the deterioration degree of edible oils and fats, comprising:
An acoustic data acquisition step of acquiring acoustic data during cooking of fried food using the oil contained in the oil vat ;
A correlation data acquisition step of acquiring the correlation data stored in a storage means that corresponds to the type of fried food being cooked with the oil, the correlation data being stored in correspondence with the type of fried food being cooked with the oil;
A determination step of determining a deterioration degree of the oil and grease based on the acoustic data acquired in the acoustic data acquisition step and the correlation data acquired in the correlation data acquisition step ;
A deterioration prediction method comprising:
請求項1~3の何れか1項に記載の劣化予測装置から出力される前記油脂の劣化度合いに関する報知情報を油脂販売業者と、油脂製造業者と、店舗の統括本部と、工場の統括本部と、廃油回収業者と、清掃作業業者との1又は2以上に通知することを特徴とする油脂交換システム。
An oil and grease exchange system characterized by notifying one or more of an oil and grease distributor, an oil and grease manufacturer, a store headquarters, a factory headquarters, a waste oil collection company, and a cleaning company of the notification information regarding the degree of deterioration of the oil and grease output from the deterioration prediction device described in any one of claims 1 to 3 .
請求項1~3の何れか1項に記載の劣化予測装置から出力される前記油脂の劣化度合いに関する報知情報に基づいて、油槽に設けられたバルブを制御するバルブ制御部を備え、
前記バルブ制御部は、前記油槽に収容された前記油脂を自動で廃油することを特徴とするフライヤーシステム。
A valve control unit that controls a valve provided in an oil tank based on notification information regarding a deterioration degree of the oil and grease output from the deterioration prediction device according to any one of claims 1 to 3,
The fryer system is characterized in that the valve control unit automatically discards the oil and fat contained in the oil tank.
前記バルブ制御部は、前記油槽に新油を自動で供給することを特徴とする請求項12に記載のフライヤーシステム。The fryer system according to claim 12, wherein the valve control unit automatically supplies fresh oil to the oil tank.
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